CN102124168A - 复合面板、连接器和相关的方法 - Google Patents

Abstract

一种复合面板，其包括硬化的可固化材料层、粘结和/或嵌入所述可固化材料中的至少一个元件、以及固定在所述至少一个元件上的一个或多个连接器，所述连接器或每个连接器包括连接部，所述连接部设置在所述面板的表面处并且构成承重接头的一部分，其中在所述连接部产生的负荷通过所述连接器传递给所述元件。

Description

复合面板、连接器和相关的方法

技术领域

本发明大体上涉及复合面板、用于复合面板的连接器以及在复合面板构建中使用的板材和构建方法。本发明是被特别设计。但并非专用于立墙平浇面板的构建。尽管在这里就那方面进行说明，但应当理解，本发明绝不仅限于上述用途。

背景技术

已知的预制混凝土立墙平浇面板或者是在建筑工地现场浇注，或者是在现场外浇注再运到现场。不管是上述哪种情形，一旦到了建筑工地，就将这些面板设置或浇注到基础支撑结构(通常为凹凸榫接混凝土板)上，以便形成建筑物的墙壁。之后，建造建筑物的顶部从而完成该建筑物的主体结构。

在国际专利申请WO2006/058390中，申请人披露了一种立墙平浇面板，它为具有成型板材和浇注在所述板材上的粘结材料的复合结构。虽然这些面板优点明显，但是仍需确保将负荷施加到这些面板上(例如在安装期间提升这些面板时)不会损坏面板。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种复合面板，其包括硬化的可固化材料层、粘结和/或嵌入所述可固化材料中的至少一个元件、以及固定在所述至少一个元件上的一个或多个连接器，所述连接器或每个连接器包括连接部，所述连接部设置在所述面板的表面处并且构成承重接头的一部分，其中在所述连接部产生的负荷通过所述连接器传递给所述元件。

在本说明书中，术语“复合”采用其一般意义用来表示所述面板由单独元件制成而不需要在所述元件之间具有特殊的相互关系。例如，虽然在一种形式中所述元件可以用作在可固化材料中的抗拉加强元件，但是所述复合面板不限于这种结构。

根据本发明的上述方面，连接器在使用中布置成固定在所述复合结构中的所述元件上，而不是与传统混凝土立墙平浇面板中的情况一样，仅嵌入部分或完全硬化的材料中。这使所形成的接头上的负荷传递至可被良好设置以承受负荷的元件上，特别是当该元件位于对连接器产生拉出力的方向上时(如连接器将面板连接到提升设备上以将该面板立起至适当位置的情况下)。上述布置特别适用于可固化材料(例如低强度水泥)的强度相对较低的情形，因为与连接器仅嵌入混凝土层所提供的连接强度相比，上述布置能够大大提高连接强度。另一个优点在于，能够相对容易地计算出用于所述元件的最小拉出力，这使得所述系统自身更安全。

在一个实施方案中，所述连接器至少部分嵌入所述可固化材料中。

在一个形式中，所述至少一个元件为板材形式。但是，在另一个形式中，所述元件可以为长的部件形式，例如槽形部件、棒材、线材或金属网。

在一个形式中，所述至少一个板材元件被加工成型，并且包括底板和至少一个从所述底板中竖立的加强结构，所述加强结构嵌入所述可固化材料中。在特定布置中，至少一个所述连接器固定在所述加强结构上。

在一个形式中，所述至少一个板材元件沿着所述复合面板的一个主表面设置。所述元件具有嵌入或粘结在面板表面上的分散构件形式。但是，在特定形式中，板材元件为按照边缘对边缘关系相互连接的多个板材元件中的一个，以便延伸跨过至少大部分所述主表面。在上述后一个布置的特定形式中，所述板材形成其上浇注可固化材料的底板。

在一个形式中，所述一个或多个连接器的所述连接部沿着面板的边缘或侧面暴露出。在所述连接器的具体实施方案中，所述连接部包括延伸至所述面板的边缘或侧边的连接主体，所述连接主体包括具有啮合结构的通道，所述啮合结构在一个形式中可以为内螺纹。

在一个特定形式中，所述可固化材料为粘结材料。在一个形式中，所述至少一个元件由金属形成。在一个特定布置中，至少一个所述连接器通过一个或多个机械紧固件固定在所述元件上。在一个布置中，所述一个或多个机械紧固件延伸穿过形成在所述元件中的一个或多个预制孔。

所述一个或多个连接器可以按照多种方式使用。在一个形式中，所述连接器在立墙平浇面板布置中可以用作面板的提升端。在另一个形式中，所述连接器可以用来将面板紧固到例如楼板和/或屋顶构架的结构上。在另一个形式中，多个连接器可以间隔地设置。这些连接器可以用于负荷上述元件(即在材料浇注之前对所述元件进行预拉伸或者对所述元件进行后拉伸)以便对所形成的复合面板预加应力。

在另一个形式中，本发明目的在于提供一种用于上述任一种形式复合面板中的连接器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于这样一种复合面板的连接器，所述复合面板具有由可固化材料形成的层、以及至少一个粘结到所述可固化材料上和/或嵌入所述可固化材料中的元件，所述连接器包括：固定在所述至少一个元件中的一个或多个上的安装部、以及与安装部连接或与安装部一体形成并且形成用来承受负荷的接头的一部分的连接部。

在一个实施方案中，安装部包括具有一个或多个孔的板，所述孔用于容纳相应的机械紧固件以便将连接器固定到元件上。

在一个实施方案中，所述连接部包括具有一部分螺纹接头的主体。所述连接主体可以包括通道，所述通道在连接主体限定所述通道的内表面上具有内螺纹。所述连接主体可以大体上为圆柱形并且包括相对的第一端部和第二端部，所述通道沿着圆柱形主体的轴线延伸并且朝向所述第一端部和第二端部中的至少一个敞开。在另一个形式中，连接部包括具有长的构件形式的主体，例如扁钢棒或角钢或其组合，上述主体从所述板材中伸出。

在一个实施方案中，连接器由金属铸件形成。

根据另一个方面，提供了连接器和元件的组合体，所述组合体布置成嵌入硬化的可固化材料中或与之粘结，所述连接器包括形成一部分承重接头的连接部，其中在所述连接部产生的负荷通过所述连接器传递给所述元件。

在第四方面的实施方案中，所述元件形成其上要浇注所述可固化材料的底板的一部分。

根据本发明的第五方面，提供了一种成型面板构件，其包括底板和从所述底板伸出并且在所述面板的相对端部之间延伸的至少一个纵向加强结构，其中所述面板包括沿着所述面板的至少一个边缘的一个或多个预制孔。

在一个实施方案中，所述一个或多个预制孔形成在所述加强结构中。

根据本发明的第六方面，提供了金属底板，其包括多个如本发明第五实施方案所述的面板构件，所述面板成并排关系布置。

在一个形式中，所述底板包括通过延伸穿过相应一个预制孔的机械紧固件与相应一块面板连接的一个或多个连接器。

在一个形式中，提供了根据第四、第五或第六方面所述的组合体、成型面板和/或底板中的任意一种或多种以作为一种套件，该套件随后通常在结构(例如住宅)建造中现场组装或者通过组装设备组装。

根据本发明的第七方面提供了一种构建复合面板的方法，所述方法包括以下步骤：

提供由至少一块成型面板构件形成的底板；

将连接器固定在所述至少一块面板构件中的一块或多块上；并且

将可固化材料浇注到所述底板上。

在实施方案中，所述可固化材料为粘结材料。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在仅以实施例的方式参照附图对实施方案进行说明，其中：

图1为根据本发明的金属底板的一个实施方案的立体图；

图2为根据本发明的面板组件的实施方案的侧视图；

图3为根据本发明的面板组件的实施方案的侧视图；

图4为根据本发明的连接器的一个实施方案的正视图；

图5为图4的连接器的侧视图；

图6为根据本发明的连接器的另一个实施方案的平面图；

图7为图6的连接器的正视图；

图8为图6的连接器的端视图；

图9显示出在一个示例性应用中的根据本发明的连接器的实施方案；以及

图10显示出根据本发明的复合面板的实施方案的侧视图。

具体实施方式

首先参照图1至图3，这些图披露了面板组件10，所述组件形成复合面板150的一部分(参见图10)。所述面板组件包括底板12和围绕着所述底板延伸的周边14，并限定有用于容纳可固化材料52的空腔17。上述可固化材料通常为粘结材料(例如混凝土)，并且所得到的复合面板150包括面板组件10和由粘性材料形成的硬化层52。如下文进一步详述的，这些部件紧密连接，从而使得面板组件10能够为粘结材料层52提供加固。

在所示的形式中，采用面板组件10所形成的复合面板150用于立墙平浇建造，其中复合面板150形成建筑物的墙壁面板。在建筑物构建的第一阶段中，通过将粘结材料层52浇注到水平展开的面板组件10中来形成复合面板150。在所述粘结材料层固化之后，采用提升设备例如吊车将复合面板150“立起”成垂直取向。通常，复合面板150的包括暴露的混凝土表面的一侧54形成建筑物的外表面，而结合有金属底板、作为暴露表面的另一面56形成墙壁的内表面。在复合面板150处于其正确的垂直取向时，可以通过将各个部件固定在复合结构例如内饰板条、面板(例如内部石膏板)和门窗配件上，从而装配出所述墙壁。

除了周边14，面板组件10还包括一个或多个开口18和包围着这些开口的内部边缘构件26。这些开口和内部边缘构件的结合用来在所形成的复合面板150中提供门窗开口，这些开口布置成用来容纳相关的门窗配件。所述面板组件10由多个部件构成，这使得面板组件的尺寸以及开口的位置和尺寸方面具有灵活性，从而使所形成的复合面板150的布局具有灵活性。

面板组件10的底板12是由多块成型板30形成的，所述多块成型板30以并排关系布置从而构成面板组件10的底板12的至少大部分。

成型板30具有中间部分32，该中间部分32的一个形式为包括沿着板延伸的加强结构34。这些成型板30还包括相对的端部35和从中间部分32翻折并纵向延伸的侧边36和38。这些侧边36、38布置成与相邻成型板30的相对侧边相互接合，从而底板12是连续的。另外，侧边36、38相互接合以便在粘结材料层52浇注时出现面板受力情况下阻止横向膨胀。

通常，每个侧边包括从中间部分32延伸出的腹板40、从腹板40的远端延伸出的凸缘42和唇形回转部44。一个侧边36嵌套在相邻板的另一个侧边中，并且它们相应的凸缘42成对接关系，相应的腹板40也成对接关系。

通常以标准宽度形成的成型板30由具有耐腐蚀金属涂层的钢板制成。示例性钢板为本申请人以商标ZINCALUME销售的钢板。上述板材成卷提供，从而所述板材以连续的长度成型，然后切割成一定尺寸以形成单独的成型板30。在具体形式中，这些板的成型是通过冷加工成型，例如通过让钢带穿过一个或多个辊轧成型机来完成。在所述布置中，侧边36、38和加强结构34沿着钢带的方向纵向延伸。

通常在使用中，所得到的复合面板150当其处于作为墙壁的最终取向时，其水平尺寸大于所述结构的高度或垂直尺寸。因此，面板组件10(和所形成的复合面板150)具有布置成垂直延伸的“短”边15和水平延伸的“长”边16。在所述取向下，各个成型板30布置成侧边与短边15大体上平行延伸。虽然长边通常具有比短边更长的长度，但是所述面板组件不限于上述布置。上述术语“长”和“短”仅是为了描述方便，而不应当认为是将本发明限制于具体的尺寸关系。

面板组件10的周边14通常由单独构件形成，它们在所示的形式中为沿着面板的短边15延伸的短边侧面构件60和沿着长边16延伸的长边侧面构件70。

面板组件还包括多个连接器100，它们沿着面板组件10的相对长边16设置并且固定在底板12上。在所示的形式中，连接器固定在互连的成型板30的重叠侧边36、38上。在使用中，连接器布置成大部分嵌入粘结材料层52内。

在图4和图5中显示出连接器100的一个实施方案。所述连接器100具有布置成固定在一块或多块成型板30上的安装部102。连接器100还具有连接部104，其与安装部102可操作地连接并且形成承重接头的一部分。所述连接部104在所述实施方案中与安装部102一体形成，但是安装部102和连接部104在其它一些实施方案中可以单独形成，然后通过焊接或其它适当的手段固定在一起，并且在它们之间可能有中间部分。在所述实施方案中，连接器100由金属铸件形成。连接器100在所述实施方案中由钢例如低碳钢构成。例如在图4中所示的连接器100的一些实施方案是有利的，因为它们容易制造或者通常减少了所需的制造工序数量。整体形成的连接器100尤为坚固，因为它没有任何会产生弱化部位的紧固装置。

如图5所示，安装部102包括板106，所述板具有三个孔108、110和112以容纳相应的机械紧固件例如螺母和螺栓、铆钉或金属系件，从而将连接器100紧固在成型板30上。一些实施方案的优点在于，尤其在采用可拆卸紧固件时，连接器很容易相对金属底板12安装和拆卸，且不会对金属底板造成损坏。然而在一些实施方案中，安装部102可以按照其它方式布置以接收用于将面板安装部紧固在面板上的紧固件。在一些实施方案中，没有孔108、110和112。安装部102可以焊接、用粘接剂固定、用钉子钉、用自钻紧固件紧固或以其它方式连接在这些板上。

在图4和5中所示的实施方案中，安装部102包括具有两个相互倾斜的长的扁平部分136、138的角板140。所述角板140可以在顶点142处汇合。角板140的使用在一些实施方案中是有利的，因为角板140抗弯曲并且抗扭力。一些实施方案具有其它优点，即扁平部分136、138适用于安装到其上要固定角板140的底板12的腹板40上。例如安装在腹板40上的扁平部分136将帮助防止角板140扭转离开腹板40。将连接部104与角板140对准具有如下优点：获得最大的共有长度，能够沿着上述共有长度部分在连接部104和角板140之间传递力，因此使连接器100更坚固。

在所述实施方案中，连接部104包括结合有螺纹连接部126的一部分的连接主体124。连接主体124可以包括通道130，在连接主体124的限定了所述通道130的内表面128上结合有内螺纹。连接主体124可以为大致圆柱形，并且包括相对的第一端部132和第二端部134。通道130沿着圆柱形主体的轴线延伸，并且朝向第一端部132敞开，但是在一些其它实施方案中，它可以朝向第二端部134或两个端部132、134敞开。在所述实施方案中，连接器具有多边形的外表面144，这是有利的，因为它能够实现与紧固装置例如扳手的良好配合。应当理解，连接部104可以采取其它形式。例如，连接部可以采取吊眼形式，即用于卡口式连接的部件，重要的是所得到的连接部需要能够承受在所述连接部上的相当大的负荷。

例如需要用来在立墙平浇面板建造中将所得到的复合面板150连接在吊车的工作端上时，连接器100提供了承重接头的一部分。如上所述，在建造期间，通过吊车或其它类型的面板升降装置来定期操纵复合面板。在连接部所产生的负荷通过连接器100传递给复合面板。一些实施方案的另一个优点在于，通过使用连接器100代替面板与工作端不适当的直接连接，从而在其提升期间避免对复合面板造成损坏。

在所述实施方案中，连接器100还可以用作与另一个部分或结构的剪切连接。如图9所示，连接器100能够将复合面板94与垂直于连接器100延伸并且支撑着屋顶构件92的顶板、粱或钢C部分90(其它实施例)连接。虽然未示出，但是位于复合面板的下侧16处的连接器100可以用来将面板固定在楼板上。这样，连接器100可以是多用途的，从而使得用于其它所期望功能(例如，剪切或顶板连接以及用于面板的吊车连接)的附加装置的使用变得多余，降低了成本并且提供了更紧凑的装置。因此，可以提供方便的“通用连接器”。

另外，在采用多个连接器时，可以使用那些连接器通过由连接器连接在一起的元件给所得到的结构加载。例如，连接器设在顶面和下面(如图1所示)，那些连接器可以用来在浇注之前使钢底板预拉伸(由此通过释放在粘结材料层的硬化过程中所施加的拉伸力从而能够在硬化时给混凝土施加预应力)，或者在安装时给面板施加负荷。

图6、7和8显示出另一个实施方案中，大致圆柱形的连接器180的不同视图。与连接器100的实施方案相同的部件用相同的标号标记。所述柱体可以具有任意合适的横截面形状，但是为了机加工方便以及与成型板30良好的配合能力，优选采用圆形和方形横截面。圆柱形实施方案具有紧凑、简单的优点。另外，一些大致圆柱形的实施方案的优点在于所需的材料量和制造工序最少，这降低了零件成本、输送和存储成本。

如图6和7中所示，连接器180包括用来容纳相应的机械紧固件例如螺母和螺栓、铆钉或金属系件的三个孔182，以便将连接器180固定在成型板30上。但是，在一些实施方案中，连接器180可以布置成容纳紧固件从而将连接器180紧固在面板组件10上的其他方式。在一些实施方案中，没有任何孔，而是可以将连接器焊接、粘接、钉在、紧固或以其它方式连接在成型板30上。

连接器180还包括结合有螺纹连接部196的一部分的主体194。所述主体194包括通道188，通道188的内表面上具有内螺纹198。所述主体包括相对的第一端部202和第二端部204。通道188沿着主体的轴线延伸，并且朝向第二端部204敞开，但是在其它实施方案中，它可以朝向第一端部202或两个端部敞开。

成型板30被加工成型，并且每块都包括面板，例如中间部分32，和至少一个从中间部分32竖立或伸出的加强结构40。所述加强结构40在所述实施方案中具有从中间部分32的相对端部33、34延伸出的腹板40形式。这些面板例如中间部分32沿着面板的至少一个边缘(在所述例中为腹板40)包括至少一个预制孔190。在复合面板完成后，腹板40在使用时在所得到的复合面板中布置成至少部分嵌入可固化材料(未示出)中。连接器100固定在腹板40上。实际上，腹板40为一对相邻的加强结构，这对结构中的一个属于相应的相邻成型板30。机械紧固件(未示出)穿过连接部184的孔182以及在两块成型板30中的孔，例如190。

在一些或所有加强结构中具有在面板中预制的孔190的优点在于，它在复合面板建造中提供了灵活性。具体地说，如果这些面板现场浇制，则建筑工人可以选择加强结构来接收连接器(根据设计要求)，并且仅仅将这些连接器用螺栓连接在那些结构上，而无需现场钻孔。而后将混凝土(或其它粘接材料)浇在底板和固定连接器上。

在所述实施方案中，连接部184沿着底板的侧面例如上侧16暴露出。这对于提升是有利的。所述上侧16由吊车方便地提升，然后适当地安放以与顶板90连接。通道188朝向面板组件10的上侧16敞开。

在这些具体实施方案上的一些变化包括：

板元件可以具有任意合适的形式，并且可以成型为包括加强结构，这些加强结构形成为开放或封闭肋条和/或倾斜侧边；

可固化材料可以为聚合物；

代替螺纹，连接器可以布置成接合钩子、竖钩或钩环；

连接器可以设置成允许正面提升(face lifting)面板；并且

安装部可以如此布置，使得腹板位于安装部的凹部或凹槽内。

在下面的权利要求中以及在前面的说明书中，除了上下文由于语言表达或必要暗示而需要的地方之外，词语“包括”和变形“包含”或“包括有”按照包含的意思使用，即指出所述特征的存在，而不是排除其它特征在所述面板和方法的各个实施方案中的存在或加入。

应当理解，在不脱离广义描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对如在具体实施方案中所示的本发明作出许多变化和/或变型。因此，当前实施方案在所有方面中被认为是例举说明的而非限制性的。

Claims (36)

1.一种复合面板，其包括硬化的可固化材料层、粘结和/或嵌入所述可固化材料中的至少一个元件、以及固定在所述至少一个元件上的一个或多个连接器，所述连接器或每个连接器包括连接部，所述连接部设置在所述面板的表面处并且构成承重接头的一部分，其中在所述连接部产生的负荷通过所述连接器传递给所述元件。

2.如权利要求1所述的复合面板，其中所述连接器至少部分嵌入所述可固化材料中。

3.如权利要求1或2中所述的复合面板，其中所述至少一个元件为板材形式。

4.如权利要求3所述的复合面板，其中所述至少一个板材元件被加工成型，并且包括底板和至少一个从所述底板中竖立的加强结构，所述加强结构嵌入所述可固化材料中。

5.如权利要求4所述的复合面板，其中至少一个所述连接器固定到所述加强结构上。

6.如前面权利要求3至5中任一项所述的复合面板，其中所述至少一个板材元件沿着所述复合面板的一个主表面设置。

7.如权利要求6所述的复合面板，其中所述板材元件为按照边缘对边缘关系相互连接的多个板材元件中的一个，上述多个板材元件通过上述方式相互连接从而延伸跨过至少大部分所述主表面。

8.如前面权利要求中任一项所述的复合面板，其中一个或多个连接器的连接部沿着所述面板的边缘或侧面暴露出。

9.如权利要求8所述的复合面板，其中所述连接部包括延伸至所述面板的边缘或侧边的连接主体，所述连接主体包括具有啮合结构的通道。

10.如权利要求9所述的复合面板，其中所述啮合结构为内螺纹。

11.如前面权利要求中任一项所述的复合面板，其中所述可固化材料为粘结材料。

12.如权利要求11所述的复合面板，包括多个连接器，它们彼此间隔开并且固定在共同的所述元件上。

13.如前面权利要求中任一项所述的复合面板，其中所述至少一个板材元件由金属形成。

14.如前面权利要求中任一项所述的复合面板，其中所述至少一个连接器通过一个或多个机械紧固件固定到所述元件上。

15.如权利要求14所述的复合面板，其中所述一个或多个机械紧固件延伸穿过形成在所述元件中的一个或多个预制孔。

16.如前面权利要求中任一项所述的复合面板，其中所述一个或多个连接器用于下列用途中的任一个或多个：面板提升；所述面板与结构的连接；或者用于向所述面板施加负荷。

17.一种用于如前面权利要求中任一项所述的复合面板的连接器。

18.一种成型面板构件，其包括底板和从所述底板伸出并且在所述面板的相对端部之间延伸的至少一个纵向加强结构，其中所述面板包括沿着所述面板的至少一个边缘的一个或多个预制孔。

19.如权利要求18所述的成型面板构件，其中所述一个或多个预制孔形成在所述至少一个加强结构中的一个或多个中。

20.金属底板，其包括多块如权利要求18或19所述的成型面板构件，所述面板成并排关系布置。

21.一种构建复合面板的方法，所述方法包括以下步骤：

提供由至少一块成型面板构件形成的底板；

将连接器固定在所述至少一块成型面板构件中的一块或多块上；并且

将可固化材料浇注到所述底板上。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述可固化材料为粘结材料。

23.一种用于基本上如在这里参照附图所述的复合面板的连接器。

24.一种基本上如在这里参照附图所述的复合面板。

25.一种基本上如在这里参照附图所述的成型面板构件。

26.基本上如在这里参照附图所述的金属底板。

27.一种连接器和元件的组合体，所述组合体布置成嵌入硬化的可固化材料中或与之粘接，所述连接器包括形成承重接头的一部分的连接部，其中在所述连接部产生的负荷通过所述连接器传递给所述元件。

28.如权利要求27所述的组合体，其中所述元件形成底板上要浇注所述可固化材料的底板的一部分。

29.一种套件，其包括多个部件，这些部件顺序组装以形成如前面权利要求中任一项所述的组合体、成型面板或底板。

30.一种用于这样一种复合面板的连接器，所述复合面板具有由可固化材料形成的层、以及至少一个粘结到可固化材料和/或嵌入可固化材料中的板材元件，所述连接器包括：固定在所述至少一个板材元件中的一个或多个上的安装部、以及与所述安装部连接并且形成用来承受负荷的接头的一部分的连接部。

31.如权利要求30所述的连接器，其中所述安装部包括具有一个或多个孔的板，所述孔用于容纳相应的机械紧固件以便将所述连接器固定到元件上。

32.如权利要求30或31所述的连接器，其中所述连接部包括结合有一部分螺纹连接部的主体。

33.如权利要求30至32中任一项所述的连接器，其中所述连接主体包括用于容纳其它提升附件的通道。

34.如权利要求33所述的连接器，其中所述连接主体大体上为圆柱形并且包括相对的第一端部和第二端部，所述通道沿着圆柱形主体的轴线延伸并且朝向所述第一端部和第二端部中的至少一个敞开。

35.如权利要求30至34中任一项所述的连接器，其中所述连接器由金属铸件形成或者从成品轧材中机加工而成。

36.如权利要求30至35中任一项所述的连接器，其中所述连接部固定到所述安装部上或者与所述安装部一体形成。

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